JP5836618B2 - Epoxy resin composition and semiconductor device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、半田耐熱性に優れ、かつYAGレーザーマーキング性に優れるエポキシ樹脂組成物およびそれを用いて封止された半導体装置に関するものである。 The present invention relates to an epoxy resin composition excellent in solder heat resistance and excellent in YAG laser marking properties and a semiconductor device sealed using the same.
主にエポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置は、従来、熱硬化型もしくはUV硬化型の特殊なインクで半導体デバイスの製造者、製造履歴等をマーキングしていたが、マーキングやその硬化に時間がかかり、更にそのインクの取扱も容易でないため、最近はレーザーマーキングを採用する電子部品メーカーが増加している。YAG、または炭酸ガスのレーザー光の短時間照射によるエポキシ樹脂組成物の成形品表面へのマーキングは、インクによるマーキングよりも作業性に優れ、しかも短時間で終了するために、電子部品メーカーにとっては利点の多い方法である。 Semiconductor devices mainly sealed with an epoxy resin composition have traditionally marked semiconductor device manufacturers and manufacturing history with special thermosetting or UV curable inks. Due to the time required and the handling of the ink is not easy, the number of electronic component manufacturers adopting laser marking is increasing recently. The marking on the surface of the molded product of the epoxy resin composition by short-time irradiation of YAG or carbon dioxide laser light has better workability than marking with ink, and it can be completed in a short time. It is a method with many advantages.
しかし、従来のエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体デバイスの封止成形品表面にレーザーマーキングした場合、マーキングした部分とマーキングしていない部分とのコントラストが不鮮明であり、しかも印字が黄色であるために、印字の読みとりが困難である。c 炭酸ガスレーザーマーキングに関しては、既に効果的な着色剤が開発され、鮮明な印字が得られる樹脂組成物が上市されている。 However, when laser marking is performed on the surface of an encapsulated molded product of a semiconductor device encapsulated with a conventional epoxy resin composition, the contrast between the marked part and the unmarked part is unclear, and the printing is yellow. For this reason, it is difficult to read the print. c Regarding carbon dioxide laser marking, an effective colorant has already been developed, and a resin composition capable of obtaining a clear print has been put on the market.
一方、YAGレーザーマーキングに関しては、例えば特開平2−127449号公報によると、「カーボン含有量が99.5重量%以上、水素含有量が0.3重量%以下であるカーボンブラック」が同目的に効果的であると記載されており、またその他の種々の研究がなされているが、カーボンブラックが揮散した後のマーキングコントラストが未だ不十分で、鮮明な印字は得られていない。さらに、特開2000−128960号公報では、DBP吸収量が80ml/100g以上で平均粒径20nm以上のカ−ボンブラックとビフェニル型エポキシ樹脂を用いることで良好なレ−ザ−マ−キング性が得られるとされており実際その効果は認められているが、近年のさらなる半田耐熱性の要求に応えられる樹脂組成物が望まれている。 On the other hand, regarding YAG laser marking, for example, according to JP-A-2-127449, “carbon black having a carbon content of 99.5% by weight or more and a hydrogen content of 0.3% by weight or less” has the same purpose. Although it is described as being effective, and various other studies have been made, the marking contrast after the carbon black is volatilized is still insufficient, and a clear print cannot be obtained. Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-128960, good laser marking is achieved by using carbon black having a DBP absorption of 80 ml / 100 g or more and an average particle size of 20 nm or more and a biphenyl type epoxy resin. Although it is believed to be obtained and its effect is recognized, a resin composition that can meet the recent demand for further soldering heat resistance is desired.
本発明は、優れたレーザーマーキング性と半田耐熱性を有するエポキシ樹脂組成物と、それを用いて封止したことによりレーザーマーキング視認性に優れる半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition having excellent laser marking properties and solder heat resistance, and a semiconductor device having excellent laser marking visibility by sealing using the epoxy resin composition.
そこで本発明者らは、鋭意検討した結果、着色剤としてDBP吸収量が100cm3/100g以上であるカーボンブラックと、平均粒径0.1〜10μmの破砕シリカ、または平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカを含む無機充填剤を用いることにより優れたレーザーマーキング性と半田耐熱性を有するエポキシ樹脂組成物と封止された半導体装置が得られることを見出し、本課題を解決するに至った。 The present inventors have made intensive studies, as a result, the carbon black DBP absorption is 100 cm 3/100 g or more as the colorant, the average particle diameter 0.1~10μm crushed silica or average particle size of 1 to 100 nm, We have found that an epoxy resin composition having excellent laser marking properties and solder heat resistance and a sealed semiconductor device can be obtained by using an inorganic filler containing ultrafine fine spherical silica, which has led to the solution of this problem. .
本発明は、主として次の構成を有する。すなわち、「エポキシ樹脂、硬化剤および無機充填剤を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、着色剤としてDBP吸収量が100cm3/100g以上であるカーボンブラックを用い、無機充填剤には平均粒径0.1〜10μmの破砕シリカまたは平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカの少なくとも一方を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物」である。 The present invention mainly has the following configuration. Namely, in epoxy resin composition mainly composed of "epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler, DBP absorption amount of carbon black is used at 100 cm 3/100 g or more as the colorant, the average particle size of the inorganic filler It is an “epoxy resin composition characterized in that it contains at least one of crushed silica of 0.1 to 10 μm or ultrafine fine spherical silica having an average particle diameter of 1 to 100 nm”.
これを用いた半導体装置は優れたレーザーマーキング性を示し、鮮明なマーキングを得ることができ、さらに半田耐熱性にも優れる。 A semiconductor device using this exhibits excellent laser marking properties, can provide a clear marking, and is also excellent in solder heat resistance.
本発明は、DBP吸収量が100cm3/100g以上であるカーボンブラック(D)を着色剤として用い、かつ無機充填剤(C)に平均粒径0.1〜10μmの破砕シリカ(c1)または平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカ(c2)を含有させた樹脂組成物であり、この樹脂組成物を用いて封止した半導体装置はYAGレーザーマーキング性、半田耐熱性が共に優れたものである。 The present invention uses carbon black DBP absorption is 100 cm 3/100 g or more (D) as a colorant, and the average particle size 0.1~10μm crushed silica inorganic filler (C) (c1) or average It is a resin composition containing a very fine spherical silica (c2) having a particle diameter of 1 to 100 nm, and a semiconductor device encapsulated using this resin composition has both excellent YAG laser marking properties and solder heat resistance. is there.
以下、本発明の構成を詳述する。
本発明におけるエポキシ樹脂組成物とは、エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)および無機充填剤(C)を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、DBP吸収量が100cm3/100g以上であるカーボンブラック(D)を用い、かつ前記充填材(C)が平均粒径0.1〜10μmの破砕シリカ(c1)または平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカ(c2)の少なくとも一方を含有することを必須とするエポキシ樹脂組成物である。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.
The epoxy resin composition of the present invention, the epoxy resin composition of the epoxy resin (A), the curing agent (B) and the inorganic filler (C) as main components, DBP absorption amount is 100 cm 3/100 g or more Carbon black (D) is used, and the filler (C) contains at least one of crushed silica (c1) having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm or ultrafine spherical silica (c2) having an average particle diameter of 1 to 100 nm. This is an epoxy resin composition that is essential.
本発明に用いるエポキシ樹脂(A)は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するものであれば、特にその種類については限定されない。例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。また、これらエポキシ樹脂は2種類以上併用してもよいが、機械的性質および半田耐熱性の点から一般式(I)で表せるビフェニル型エポキシ樹脂(a1)、または一般式(II)で表せるビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂(a2)が好ましい。さらに一般式(I)で表せるビフェニル型エポキシ樹脂(a1)、一般式(II)で表せるビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂(a2)両者を併用することも可能であり、この場合一般式(I)で表せるビフェニル型エポキシ樹脂(a1)と一般式(II)で表せるビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂(a2)合計が、エポキシ樹脂中80重量%以上であることが好ましい The epoxy resin (A) used in the present invention is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. For example, cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, dicyclopentadiene phenol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, Examples include heterocyclic epoxy resins, spiro ring-containing epoxy resins, and halogenated epoxy resins. Two or more of these epoxy resins may be used in combination. From the viewpoint of mechanical properties and solder heat resistance, the biphenyl type epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) or the bisphenol represented by the general formula (II) -The F type epoxy resin (a2) is preferable. Furthermore, it is possible to use both the biphenyl type epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) and the bisphenol F type epoxy resin (a2) represented by the general formula (II). In this case, the general formula (I) The total of the biphenyl type epoxy resin (a1) represented by general formula (II) and the bisphenol F type epoxy resin (a2) represented by general formula (II) is preferably 80% by weight or more in the epoxy resin.
エポキシ樹脂(A)の配合量は、成形性および密着性の観点から、エポキシ樹脂組成物全体に対して、通常0.5〜15重量%、さらに好ましくは2〜10重量%である。エポキシ樹脂(A)の配合量が0.5重量%以上であれば成形性や密着性が不十分になったりすることがなく、15重量%以下であれば硬化物の線膨張係数が大きくなり、硬化物の低応力化が困難となることもない。 The compounding quantity of an epoxy resin (A) is 0.5 to 15 weight% normally with respect to the whole epoxy resin composition from a viewpoint of a moldability and adhesiveness, More preferably, it is 2 to 10 weight%. If the blending amount of the epoxy resin (A) is 0.5% by weight or more, the moldability and adhesion will not be insufficient, and if it is 15% by weight or less, the linear expansion coefficient of the cured product will increase. Further, it is not difficult to reduce the stress of the cured product.
本発明に用いる硬化剤(B)は、エポキシ樹脂を硬化させるものであれば特にその種類は限定されない。例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノール樹脂、ビスフェノールAやレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、多価フェノール類、無水マレイン酸、無水フタル酸などの酸無水物、およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ジアミンなどが挙げられる。なかでも半導体封止用としては耐熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノール系硬化剤が好ましく用いられ、用途によっては2種類以上の硬化剤を併用してもよい。 If the hardening | curing agent (B) used for this invention hardens an epoxy resin, the kind in particular will not be limited. For example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol resin, various novolak resins synthesized from bisphenol A and resorcin, polyhydric phenols, acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane And aromatic diamines such as diaminodiphenylsulfone. Among these, a phenolic curing agent is preferably used for semiconductor encapsulation from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance and storage stability, and two or more curing agents may be used in combination depending on the application.
本発明において、硬化剤(B)の配合量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して通常0.5〜15重量%、好ましくは1〜10重量%である。さらに、エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は、機械的性質および耐湿信頼性の点から(A)に対する(B)の化学当量比が0.5〜1.5、特に0.7〜1.2の範囲にあることが好ましい。 In this invention, the compounding quantity of a hardening | curing agent (B) is 0.5 to 15 weight% normally with respect to the whole epoxy resin composition, Preferably it is 1 to 10 weight%. Furthermore, the compounding ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is 0.5 to 1.5, particularly 0 from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance reliability. Preferably it is in the range of 7 to 1.2.
本発明には無機充填剤(C)が含まれる。具体例には、非晶性シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、酸化マグネシウム、ジルコニア、ジルコン、クレー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベスト、ガラス繊維などが挙げられる。好ましくはシリカ、アルミナ、ジルコニアであり、より好ましくはシリカである。無機充填材としてこれらを単独でも2種類以上併用してもかまわない。充填剤(C)の形状および粒径は特に限定されないが、平均粒径3μm以上40μm以下の球状粒子を充填剤(C)中に50重量%以上含有することが流動性の点から好ましい。 The present invention includes an inorganic filler (C). Specific examples include amorphous silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, magnesium oxide, zirconia, zircon, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, asbestos, glass fiber, etc. Is mentioned. Silica, alumina and zirconia are preferable, and silica is more preferable. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. The shape and particle size of the filler (C) are not particularly limited, but it is preferable from the viewpoint of fluidity to contain spherical particles having an average particle size of 3 μm or more and 40 μm or less in the filler (C).
ここでいう平均粒子径は累積重量50%になる粒径(メジアン径)を意味する。本発明において無機質充填剤の(D)の割合は難燃性、流動性、低応力性および密着性の点から樹脂組成物全体の83〜95重量%であることが必要であり、好ましくは85〜93重量%である。 The average particle diameter here means a particle diameter (median diameter) at a cumulative weight of 50%. In the present invention, the proportion (D) of the inorganic filler is required to be 83 to 95% by weight of the entire resin composition from the viewpoint of flame retardancy, fluidity, low stress and adhesion, and preferably 85. ~ 93 wt%.
本発明において、無機充填材(C)には平均粒径0.1〜10μmの破砕シリカ(c1)または平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカ(c2)の少なくとも一方が含有されることが重要である。平均粒径0.1〜10μmの破砕シリカ(c1)または極小微細シリカ(c2)の少なくとも一方を含有することによりさらに優れたレ−ザ−マ−キング性と半田耐熱性が得られる。またこの破砕シリカ(c1)、平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカ(c2)は、いずれも無機充填剤(C)全体に対して1〜30重量%の割合で含有され、1〜10重量%がより好ましい。さらに、平均粒径0.1〜10μmの破砕シリカ(c1)または平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカ(c2)を両方含有することも好ましい。 In the present invention, the inorganic filler (C) contains at least one of crushed silica (c1) having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm or minimal fine spherical silica (c2) having an average particle diameter of 1 to 100 nm. is important. By containing at least one of crushed silica (c1) or ultrafine silica (c2) having an average particle size of 0.1 to 10 μm, further superior laser marking and solder heat resistance can be obtained. The crushed silica (c1) and the ultrafine spherical silica (c2) having an average particle diameter of 1 to 100 nm are both contained at a ratio of 1 to 30% by weight with respect to the whole inorganic filler (C). Weight percent is more preferred. Furthermore, it is also preferable to contain both crushed silica (c1) having an average particle size of 0.1 to 10 μm or ultrafine spherical silica (c2) having an average particle size of 1 to 100 nm.
この破砕シリカ(c1)または極小微細球状シリカ(c2)の少なくとも一方を含有することによりさらに優れたレ−ザ−マ−キング性と半田耐熱性が得られる。またこの破砕シリカ(c1)と極小微細シリカ(c2)は平均粒径以外、特に比表面積、粒度分布は限定されない。 By containing at least one of the crushed silica (c1) and the ultrafine spherical silica (c2), further superior laser marking and solder heat resistance can be obtained. The crushed silica (c1) and the ultrafine silica (c2) are not particularly limited in specific surface area and particle size distribution other than the average particle size.
本発明には、着色剤としてDBP吸収量が100cm3/100g以上であるカーボンブラック(D)が用いられる。DBP吸収量は以下の方法で求められる。すなわち、150±1℃で1時間乾燥した試料20gをアブソープトメーターの混合室に投入し、予めリミットスイッチを所定の位置に設定した混合室の回転機を回転する。同時に、自走ビュレットからDBP(比重1.045〜1.050)を4ml/分の割合で添加し始める。終点近くになるとトルクが急速に増加してリミットスイッチが切れる。それまでに添加したDBP量(cm3)よりDBP吸収量(cm3/100g)を次式により求める。 In the present invention, DBP absorption amount of carbon black is 100 cm 3/100 g or more (D) is used as a coloring agent. The DBP absorption is determined by the following method. That is, 20 g of the sample dried for 1 hour at 150 ± 1 ° C. is put into the mixing chamber of the abstract meter, and the rotating machine of the mixing chamber in which the limit switch is set at a predetermined position is rotated. At the same time, DBP (specific gravity 1.045 to 1.050) is started to be added from the self-running burette at a rate of 4 ml / min. As the end point is approached, the torque increases rapidly and the limit switch is turned off. It DBP amount added up (cm 3) than the DBP absorption amount (cm 3 / 100g) obtained by the following equation.
DBP吸収量(cm3/100g)=DBP量(cm3)/試料量(g)×100カ−ボンブラックのDBP吸収量が100cm3/100g以下では満足なレーザーマーキング性は得られない。100cm3/100gのカーボンブラックを用いることにより、満足なレーザーマーキング性が得られるのである。100cm3/100g以上のものであれば十分な効果が得られるが、より良いレーザーマーキング性を得るためには好ましくはDBP吸収量が110cm3/100g以上のカーボンブラック、より好ましくはDBP吸収量が120cm3/100g以上のカーボンブラックを用いるのがよい。 DBP absorption (cm 3 / 100g) = DBP amount (cm 3) / sample weight (g) × 100 mosquitoes - the DBP absorption of carbon black is 100 cm 3/100 g is not obtained satisfactory laser marking properties in the following. By using the carbon black of 100 cm 3/100 g, it is the satisfactory laser marking is obtained. Although if 100 cm 3/100 g or more but sufficient effect can be obtained, preferably DBP absorption in order to obtain a better laser marking properties 110 cm 3/100 g or more carbon black, more preferably DBP absorption it is preferable to use a 120cm 3 / 100g or more of carbon black.
本発明においてカーボンブラック(D)の平均粒径、比表面積やpHは、DBP吸収量が100cm3/100g以上であれば特に限定されない。 Average particle size, specific surface area and pH of the carbon black (D) in the present invention, DBP absorption amount is not particularly limited as long as 100 cm 3/100 g or more.
また、カーボンブラック(D)の樹脂組成物全体に対する配合量は特に限定されないが、より良いレーザーマーキング性を得るためには、好ましくは0.1〜0.6重量%、より好ましくは0.2〜0.4重量%がよい。 Further, the blending amount of the carbon black (D) with respect to the entire resin composition is not particularly limited, but in order to obtain better laser marking properties, it is preferably 0.1 to 0.6% by weight, more preferably 0.2. ~ 0.4 wt% is good.
そしてDBP吸収量が100cm3/100g以上のカーボンブラック(D)を得る方法としては熱分解法、不完全燃焼法等で製造されるいずれでもよく、その製造方法には特に限定されない。結果としてDBP吸収量が100cm3/100g以上となっていれば良い。 The pyrogenically as a method of DBP absorption obtain 100 cm 3/100 g or more carbon black (D), it may be any produced by incomplete combustion method or the like, not particularly limited in its production method. Result DBP absorption it is sufficient that a 100cm 3 / 100g or more as.
本発明にはエポキシ樹脂と硬化剤の反応を促進する硬化促進剤を用いてもよい。硬化促進剤は硬化反応を促進するものであればその種類は特に限定されない。具体的には、各種イミダゾール化合物、各種アミン化合物、各種有機金属化合物、各種有機ホスフィン化合物などが好ましく用いられる。これらの硬化促進剤は用途に応じて2種類を併用してもよい。なかでも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物が好ましく用いられる。これらの硬化促進剤(C)は、用途によっては2種類以上を併用してもよく、その添加量は、エポキシ樹脂(A)100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましい。 In the present invention, a curing accelerator that accelerates the reaction between the epoxy resin and the curing agent may be used. The type of the curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction. Specifically, various imidazole compounds, various amine compounds, various organometallic compounds, various organic phosphine compounds and the like are preferably used. These curing accelerators may be used in combination of two types depending on the application. Of these, organic phosphine compounds are preferably used from the viewpoint of moisture resistance. These curing accelerators (C) may be used in combination of two or more depending on the application, and the addition amount is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin (A). .
さらに本発明には、エラストマなどの低応力化剤、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの各種カップリング剤、ハロゲン化エポキシ樹脂などのハロゲン化物、リンなどの各種難燃剤、アンチモン化合物などの難燃助剤、カーボンブラック以外の各種着色剤、長鎖脂肪酸エステル、長鎖脂肪酸アミドなどの各種離型剤など、各種添加剤を本発明の特性を損なわない範囲で任意に配合できる。なおカップリング剤はあらかじめ無機充填剤に表面処理しておくことも可能である。 Furthermore, the present invention includes various stress reducing agents such as elastomers, various coupling agents such as silane coupling agents and titanate coupling agents, halides such as halogenated epoxy resins, various flame retardants such as phosphorus, antimony compounds and the like. Various additives such as flame retardant aids, various colorants other than carbon black, various release agents such as long-chain fatty acid esters, long-chain fatty acid amides, and the like can be arbitrarily added as long as the characteristics of the present invention are not impaired. The coupling agent can be surface-treated with an inorganic filler in advance.
本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法としては、溶融混練することが好ましい。例えば、各種原料成分をミキサ−などの公知の方法で混合(ドライブレンド)した後、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練後、固化、粉砕し、必要に応じてタブレット化またはペレット化することにより製造される。そしてこのようにして得られたタブレット、ペレットや粉末状の樹脂組成物を用いて、例えばトランスファ成形などにより半導体素子を封止することにより半導体装置を得ることができる。 As a manufacturing method of the epoxy resin composition of this invention, it is preferable to melt-knead. For example, various raw material components are mixed (dry blended) by a known method such as a mixer, and then melt kneaded using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single or twin screw extruder, and a kneader. Thereafter, it is produced by solidification, pulverization, and tableting or pelletizing as necessary. And a semiconductor device can be obtained by sealing a semiconductor element by transfer molding etc., using the tablet, pellet, and powdery resin composition which were obtained in this way, for example.
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these.
[参考例1〜9、実施例10〜17、参考18、19、20、比較例1〜5]
<エポキシ樹脂組成物の調製>
表1に示した原料を、表2〜4に示した組成比で配合し、ミキサーによりブレンドした。これらの混合物を2軸押出機を用いて樹脂温度90℃で溶融混練したのち、冷却、粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。
[Reference Examples 1 to 9, Examples 10 to 17 , References 18, 19, and 20, Comparative Examples 1 to 5]
<Preparation of epoxy resin composition>
The raw materials shown in Table 1 were blended at the composition ratios shown in Tables 2 to 4, and blended with a mixer. These mixtures were melt-kneaded at a resin temperature of 90 ° C. using a twin screw extruder, then cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition.
<評価用サンプルの作成>
樹脂組成物の粉末をタブレット状に圧縮成形したのち(タブレットの充填率が95.0〜98.5%)、トランスファ成形機を用いて160ピンQFP(Quad Flat Package)(外形寸法:24mm×24mm×3.4mmt)を成形温度175℃、注入時間7秒、成形圧力9.8MPa、成形時間2分の条件で成形し、さらにこれを175℃、10時間の条件で後硬化させ半導体装置を得た。
<Creation of sample for evaluation>
After the resin composition powder is compression-molded into a tablet shape (tablet filling rate is 95.0 to 98.5%), 160 pin QFP (Quad Flat Package) (external dimensions: 24 mm × 24 mm) using a transfer molding machine × 3.4 mmt) was molded under the conditions of a molding temperature of 175 ° C., an injection time of 7 seconds, a molding pressure of 9.8 MPa, and a molding time of 2 minutes, and this was post-cured at 175 ° C. for 10 hours to obtain a semiconductor device. It was.
<レーザーマーキング視認性の評価>
得られた半導体装置の硬化体表面に(株)キーエンス製YAGレーザー"マーカー MY9500"を用いてレーザー波長1.06μm、レーザー出力14A(アンペア)で、字幅0.9mm、字の太さ0.1mmでマーキングした。視認性の評価はSTOUFFER GRAPHIC ARTS EQUIPMENT CO.製の21ステップセンシティビティーガイド(1〜21の黒味の異なるフィルムによる視認性の評価。数字が大きいほど視認性が良い。光学濃度Dはステップ1で0.05、ステップ2で0.20、ステップ3で0.35、ステップ4で0.49、ステップ5で0.64、ステップ6で0.79、ステップ7で0.93、以下ステップ21まで続く。ここで光学濃度Dは、入射光強度をI0(mJ/cm2)、透過または反射光の強度をI(mJ/cm2)とすると式(III)のように定義される。
光学濃度D=log10(I0/I) ・・・(III)
半導体装置の硬化体表面の印字部分に21ステップセンシティビティーガイドを合わせるように載せ、印字部分が読めなくなる時の21ステップセンシティビティーガイドの指示値を測定した。
<Evaluation of laser marking visibility>
Using a YAG laser “Marker MY9500” manufactured by Keyence Corporation on the surface of the cured body of the obtained semiconductor device, the laser wavelength was 1.06 μm, the laser output was 14 A (ampere), the character width was 0.9 mm, and the character thickness was 0. Marked with 1 mm. Visibility was evaluated using STOUFFER GRAPHIC ARTS EQUIIPMENT CO. 21 Step Sensitivity Guide (Evaluation of Visibility by Films with Different Blackness of 1 to 21. The larger the number, the better the visibility. The optical density D is 0.05 in Step 1 and 0.20 in Step 2. 0.35 at step 3, 0.49 at step 4, 0.64 at step 5, 0.79 at step 6, 0.93 at step 7, and so on until step 21. Here, optical density D is incident light. If the intensity is I 0 (mJ / cm 2 ), and the intensity of transmitted or reflected light is I (mJ / cm 2 ), it is defined as in formula (III).
Optical density D = log 10 (I 0 / I) (III)
A 21-step sensitivity guide was placed on the printed part of the surface of the cured body of the semiconductor device so that the printed part could not be read, and the indicated value of the 21-step sensitivity guide was measured.
<半田耐熱性の評価>
160pinQFPを上記条件で成形、後硬化させた半導体装置16個を85℃/85%RHで120時間加湿し、赤外線リフロ−炉(245℃)を通した後、160pinQFPに発生したクラックの個数を外部と内部についてそれぞれ超音波探傷機により調べた。クラックの合計数(16個のパッケ−ジでの合計)により、次の6段階で評価した。
A:0(個/16パッケ−ジ)
B:1〜2(個/16パッケ−ジ)
C:3〜6(個/16パッケ−ジ)
D:7〜10(個/16パッケ−ジ)
E:10〜15(個/16パッケ−ジ)
F:16(個/16パッケ−ジ)
<Evaluation of solder heat resistance>
Sixteen 160pinQFP molded and post-cured semiconductor devices were humidified at 85 ° C / 85% RH for 120 hours, passed through an infrared reflow furnace (245 ° C), and the number of cracks generated in 160pinQFP was measured externally. And the inside were examined by an ultrasonic flaw detector. Based on the total number of cracks (total of 16 packages), the evaluation was made in the following six stages.
A: 0 (pieces / 16 package)
B: 1-2 (pieces / 16 package)
C: 3-6 (pieces / 16 package)
D: 7-10 (pieces / 16 package)
E: 10-15 (pieces / 16 package)
F: 16 (pieces / 16 package)
<評価結果>
評価結果を表5に示す。
<Evaluation results>
The evaluation results are shown in Table 5.
実施例10〜17に見られるようにDBP吸収量が100cm3/100g以上であるカーボンブラックを用い、かつ無機充填剤中に平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカを含有する事を必須としエポキシ樹脂にビフェニル型エポキシ樹脂、もしくはビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置はレ−ザ−マ−ク視認性、半田耐熱性に優れる。一方、比較例1〜5に見られるように無機充填材中に破砕シリカまたは極小微細球状シリカを添加しない系、DBP吸収量が100cm3/100g以上のカ−ボンブラックを用いない系では、視認性、半田耐熱性が劣る。 Using carbon black DBP absorption is 100 cm 3/100 g or more as seen in Example 10 to 17 and the in the inorganic filler that contains a minimum fine spherical silica having an average particle diameter 1~100nm as essential A semiconductor device encapsulated with an epoxy resin composition using a biphenyl type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin as an epoxy resin is excellent in laser mark visibility and solder heat resistance. Meanwhile, system without addition of crushed silica or a minimum fine spherical silica in the inorganic filler as seen in Comparative Examples 1 to 5, DBP absorption amount of 100 cm 3/100 g or more mosquito - In systems using no carbon black, visible Inferior property and solder heat resistance.
Claims (3)
り、かつ前記無機充填剤(C)が平均粒径1〜100nmの極小微細球状シリカ(c2)を含有し、エポキシ樹脂(A)が下記式(I)の構造を有するビフェニル型エポキシ樹脂(a1)もしくは下記式(II)の構造を有するビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂(a2)を含有することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。
And the inorganic filler (C) contains ultrafine fine spherical silica (c2) having an average particle diameter of 1 to 100 nm, and the epoxy resin (A) has a structure represented by the following formula (I) (a1 Or a bisphenol F-type epoxy resin (a2) having the structure of the following formula (II): a method for producing an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
A method for producing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising: a process for producing an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation; and a process for encapsulating a semiconductor element with the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. manufacturing process of the sealing epoxy resin composition is intended to include a method of manufacturing a semiconductor encapsulating epoxy resin composition according to claim 1 or 2, the manufacturing method of the resin-sealed semiconductor device.
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